1.5萬(wàn)噸城鎮(zhèn)污水處理廠工程設(shè)計(jì)

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第 1 頁(yè) 共 32 頁(yè)某污水處理廠工程設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)概況1.1 工程概況隨著某區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和旅游業(yè)的快速發(fā)展，城市的污水量與日俱增，污水不經(jīng)處理直接排放，對(duì)人居環(huán)境和城市形象造成不良影響，與城市建設(shè)步伐不相適應(yīng)。因此，為了給人民身體健康和投資環(huán)境創(chuàng)造一個(gè)良好的城區(qū)環(huán)境，擬建污水處理工程：污水處理廠1 座，總占地 35 畝,位于某區(qū)規(guī)劃南六路南側(cè)。污水處理后達(dá)一級(jí) B 標(biāo)排放。 1.2 基礎(chǔ)資料1.2.1 地理位置某區(qū)位于西藏高原東南部，地處雅魯藏布江中下游，地理位置跨北緯 27°33～30°40′，東經(jīng) 92°09′～98°18′。東部和北部分別與昌都，那曲地區(qū)連接，西部和西南部分別與拉薩市、山南地區(qū)相鄰，南部與印度、緬甸兩國(guó)接壤。1.2.2 地形、地貌某區(qū)境內(nèi)地形地貌復(fù)雜多樣，海拔高低懸殊，北為念青唐古拉山脈，南為喜馬拉雅山脈東端，東有橫斷山脈，西是岡底斯山余脈，平均海拔 4000m 以上，最高峰南迦巴瓦峰高 7781m，是典型的高山峽谷地帶。境內(nèi)群山聳峙，峽谷縱橫。1.2.3 氣象某區(qū)雨充沛，氣候濕潤(rùn)，日照充足，年平均氣溫 8.7℃，最高溫度 30.2℃，最低溫度－12℃，平均降雨量 500～2000mm。屬高原帶溫帶半濕潤(rùn)性季風(fēng)型氣候，尼洋河谷平原一帶氣候溫和年平均溫度為 8.5℃，最高溫度為 30.2℃，最低溫度為－15.3℃。最大冰凍深度 14cm，主導(dǎo)風(fēng)向是以南風(fēng)為主的河谷風(fēng)。年平均降水量為 654.1mm,最高日降水量為 49.7mm。雨量集中時(shí)間為 4~10 月份，降雨量約為全年的 95%，6 月份最大降雨量 136 為 mm，最大積雪深度為 11cm。1.2.4 水文某區(qū)境內(nèi)有大小河流數(shù)百條，湖泊幾十個(gè)，構(gòu)成了特異的網(wǎng)狀水系。全地區(qū)河流總第 2 頁(yè) 共 32 頁(yè)長(zhǎng)度 10536km，水域面積約 20 萬(wàn)公頃，冰川 67． 282 萬(wàn)公頃，水力資源總蘊(yùn)藏量 11300多萬(wàn) kW，其中可供開(kāi)發(fā)的約 3184 萬(wàn) kW，分別占自治區(qū)總量的 41％和 56％，是世界上少有的水資源集中地區(qū)。流經(jīng)域的尼洋河流量充沛，終年不斷，水流平緩，水質(zhì)良好，歷年平均流量為 502 m3/s。尼洋河流量充沛，終年不斷，最大洪水流量為 2710 m3/s，城區(qū)八一大橋處最高水位為 2996.36m，常水位為 2995m。鎮(zhèn)區(qū)位于尼洋河河谷平原，地下水資源十分豐富。城區(qū)處在第四系河床河漫沖積層的第一、二、三階地上，階地為沙礫石層結(jié)構(gòu)，厚度估計(jì)在 50m 以上，地下水位高，含水層厚。地下潛水深度，枯季一般在 1.5~3m 左右，汛期普遍升高 1.5m 以上。同時(shí)地下水補(bǔ)給來(lái)源豐富，受降雨，尼洋河水和山泉補(bǔ)給，底層滲透條件良好。深層地下水也有一定儲(chǔ)量。1.2.5 地質(zhì)們于尼洋河谷中，第四紀(jì)堆積物以沖積相堆積為主，僅有少量洪積和冰磧物堆積，其沉積時(shí)代為晚更新世——全新世。根據(jù)有關(guān)資料，所在地區(qū)的地震基本烈度為 8 度。1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則1.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)（1） 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50014-2006)（2） 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB8978-1996)（3） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB18918-2002)（4） 《給水排 S 水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》（5） 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（6） 《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》1.3.2 設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)遵循如下原則進(jìn)行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定 [1-4]：（1）采用成熟、合理、先進(jìn)的處理工藝，處理能力符合處理要求。（2）投資少、能耗和運(yùn)行成本低，操作管理簡(jiǎn)單，具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余，并確保處理后的污水可以達(dá)標(biāo)排放。（3）根據(jù)地形地貌，結(jié)合站區(qū)自然條件及外部物流方向，并盡可能使土石方平衡，減少土石方量，以節(jié)約基建投資，降低運(yùn)行費(fèi)用，即在滿足工藝要求的條件下，盡量減少建設(shè)投資，降低運(yùn)行費(fèi)用。第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè)（4）廢水處理系統(tǒng)在運(yùn)行上有較大的靈活性和可調(diào)性，可以適應(yīng)污水水質(zhì)、水量和水溫的波動(dòng)，即處理設(shè)施應(yīng)有利于調(diào)節(jié)、控制、運(yùn)行操作。（5）處理設(shè)施具有較高的運(yùn)行效率，以較為穩(wěn)定可靠的處理手段完成工藝要求。（6）總圖設(shè)計(jì)應(yīng)考慮符合環(huán)境保護(hù)要求。管線設(shè)計(jì)應(yīng)包括各專業(yè)所有管線，并滿足工藝的要求；工程豎向設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合周邊實(shí)際情況提出雨水排放方式及流向。（7）在設(shè)計(jì)中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長(zhǎng)設(shè)施的使用壽命。（8）廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮事故的排放、設(shè)備備用等保護(hù)措施。（9）工程設(shè)計(jì)及設(shè)備安裝的驗(yàn)收及資料應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)專業(yè)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。1.4 廠址選擇污水處理廠廠址選擇時(shí)，應(yīng)考慮下述原則：（1）在城鎮(zhèn)水體的下游，污水能自流進(jìn)入污水處理廠，以減少動(dòng)力消耗。（2）少占農(nóng)田，盡量利用閑散地。（3）盡量靠近排放水體，便于排放，處理后出水安全由排放。（4）要與居民區(qū)有一定的距離，位于城市主導(dǎo)風(fēng)向的下游。（5）工程地質(zhì)條件良好，便于工程建設(shè)實(shí)施。（6）滿足防洪要求，防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。（7）考慮西藏某市的基本情況，發(fā)展用地緊張，廠區(qū)內(nèi)建構(gòu)筑物布置合理，緊湊。（8）有方便的交通、運(yùn)輸及供水、供電條件。目前，西藏某市某區(qū)污水處理廠可供選用廠址有兩處，分別是：城區(qū)規(guī)劃南六路南側(cè)和娘乳崗南坡下，這兩處都位于某區(qū)的下游，污水收集范圍相同，建成后均可為某區(qū)排水服務(wù)。兩個(gè)廠址均靠近排放水體尼洋河，且屬于閑散地。兩廠址的優(yōu)缺點(diǎn)如下：（1）規(guī)劃南六路南側(cè)位置為總體規(guī)劃規(guī)劃的污水處理廠位置,污水處理廠建在此處附合規(guī)劃要求。而南坡下娘乳崗非規(guī)劃污水處理廠位。（2）經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，娘乳崗南坡下廠址處目前還未修建防洪堤，廠址處高程不詳，污水處理廠建在此處安全可能會(huì)受到洪水威脅，則需在建設(shè)污水處理廠的同時(shí)修建防洪堤，這樣勢(shì)必增加工程投資。而規(guī)劃南六路位置已有防洪堤，避免了新建防洪堤而增加工程投資的問(wèn)題。（3）由于娘乳崗南坡下廠址位置在規(guī)劃南六路廠址的下游，若將污水廠建于娘乳崗南坡下，則要比在規(guī)劃位置建設(shè)污水處理廠多鋪設(shè) 2～3km 污水干管才能將某區(qū)污水引入污水處理廠，但是污水收集區(qū)域并無(wú)變化，講也勢(shì)必增加工程投資及管網(wǎng)的日常維護(hù)工第 4 頁(yè) 共 32 頁(yè)作。（4）娘乳崗南坡下廠址工程地質(zhì)情況不明，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，增加的 2-3km 污水干管鋪設(shè)時(shí)靠近尼洋河河床，管道鋪設(shè)時(shí)可能遇到巖石層，施工難度可能較大，工程投資高。（5）某市某區(qū)規(guī)劃南六路附近為規(guī)劃工業(yè)用地，在污水處理廠周圍 300m 范圍內(nèi)無(wú)居民區(qū)等生活區(qū)，污水處理廠建成后不會(huì)對(duì)某區(qū)內(nèi)居民生活造成影響。（6）規(guī)劃南六路廠址距城區(qū)較娘乳崗南坡下廠址近，有便利的交通、運(yùn)輸及供水、供電條件。綜上所述，結(jié)合西藏某市的地形特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)劃及排水現(xiàn)狀推薦某區(qū)污水處理廠廠址定于規(guī)劃南六路南側(cè)，即規(guī)劃污水廠處理位置。2 污水、污泥處理的工藝方案2.1 工藝方案確定的原則根據(jù)國(guó)家有關(guān)城市污水處理項(xiàng)目建設(shè)的有關(guān)要求及的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)所確定的污水處理廠進(jìn)、出廠水質(zhì)指標(biāo)和國(guó)內(nèi)污水處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，要達(dá)到上述指標(biāo)，污水必須進(jìn)行二級(jí)生化處理。污水、污泥處理工藝按如下原則來(lái)考慮：（1）采用的上藝運(yùn)行可靠、技術(shù)成熟、處理效果良好，能保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。（2）采用的上藝投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、最大程度地節(jié)省電耗，從而保證工程的社會(huì)效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。（3）采用高效率，低能耗污水處理設(shè)備，以提高項(xiàng)目綜合效益，節(jié)約能源及推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。提高污水處理系統(tǒng)的管理水平，機(jī)械化水平。（4）選擇安全、可靠，易操作的自動(dòng)化控制及檢測(cè)系統(tǒng)，提高污水處理廠的自動(dòng)化管理水平。（5）所采用的工藝應(yīng)操作管理方便、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，能適應(yīng)一定的水質(zhì)水量變化。（6）污水處理標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)污水進(jìn)水出水水質(zhì)，現(xiàn)將污水處理標(biāo)準(zhǔn)列表如下 [6](表 1)：表 1 進(jìn)水水質(zhì)和出水標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目 CODCr BOD5 SS 氨氮 總氮 總磷進(jìn)水水質(zhì)(mg/L) ≤380 ≤190 ≤200 ≤35 ≤50 ≤4排放標(biāo)準(zhǔn)(mg/L) ≤60 ≤20 ≤20 ≤8（15） ≤20 ≤1處理率% ≥85 ≥90 ≥90 ≥77（57） ≥60 ≥75注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫小于 12℃。從表中可以看出：根據(jù)對(duì)各項(xiàng)污染物去除率的要求，表明污水處理工藝在滿足常規(guī)去除 BOD 和 COD 以及 SS 的同時(shí)，必須具備脫氮和除磷的功能。采用適宜的除磷脫氮污水生物處理工藝，確保表中污染物的有效去除。第 5 頁(yè) 共 32 頁(yè)2.2 工程規(guī)模處理規(guī)模為 15000m3/d，總變化系數(shù) KZ=1.53。屬于中小城市污水處理廠處理規(guī)模。2.3 污水水質(zhì)特性分析污水采用生物法處理工藝，對(duì)進(jìn)水中污染物質(zhì)的配比和平衡有較高的要求，現(xiàn)將污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)配比指標(biāo)表如下并予以分析。表 2 進(jìn)水水質(zhì)各污染物配比表項(xiàng)目 BOD5/CODCr BOD5/TKN BOD5/TP數(shù)值 0.50 4.2 48BOD5/CODCr該指標(biāo)是鑒定污水可生化性的最簡(jiǎn)單易行和最常用的方法，一般認(rèn)為BOD5/CODcr＞0.45 時(shí)污水具有較好的可生化性，本廠進(jìn)水該項(xiàng)指標(biāo)為 0.50,適合采用生化處理方案。BOD5/TKN該指標(biāo)是鑒別能否采用生物脫氮的主要指標(biāo)。由于生物脫氮的反硝化過(guò)程中主要是利用原污水中的含碳有機(jī)物作為電子供體，該比值越大，碳源越充足，反硝化進(jìn)行越徹底，理論上 BOD5/TKN＞2.86 時(shí)反硝化才能進(jìn)行。本廠進(jìn)水 TKN 約為45mg/L，BOD 5/TKN 指標(biāo)為 4.2，故本工程可采用生物脫氮工藝。BOD5/TP該指標(biāo)是鑒別能否采用生物除磷的主要指標(biāo)。一般認(rèn)為要有較好的磷去除率須BOD5/TP＞17 ，比值越大，除磷效果越好。本廠進(jìn)水 BOD5/TP=48，可采用生物除磷的工藝。2.4 工藝方案的比選生物處理方法主要有活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是在人工充氧的條件下，對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)的混合培養(yǎng)，形成活性污泥，利用活性污泥的生物凝聚，吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物，然后使污泥與水分離，大部分污泥回流到曝氣池，而剩余污泥則排出。生物膜法則是利用各種不同載體，通過(guò)污水與載體的不斷接觸，在載體上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有機(jī)污染物，而脫落下來(lái)的生物膜與水進(jìn)行分離。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外城市污水廠大多都采用活性污泥法二級(jí)生物處理，同時(shí)對(duì)活性污泥法有著豐富的管理運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)技術(shù)資料。這種方法能有效地去除城市污水中的主要污染物質(zhì)，并且處理費(fèi)用較低。第 6 頁(yè) 共 32 頁(yè)因此，污水處理廠工藝選用活性污泥法進(jìn)行比選?；钚晕勰喾ㄓ钟卸喾N工藝方案，按上述方案選擇的原則，參照國(guó)內(nèi)外的研究成果及污水處理廠的運(yùn)行實(shí)踐，在進(jìn)行多方案比較的基礎(chǔ)上，選擇了 A2/O 工藝和 CASS 活性污泥法工藝兩種污水處理方案進(jìn)行論證及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，從而確定最佳方案。（1）技術(shù)比較方案一A2/O 處理工藝是 Anaerobic－Anoxic－Oxic 的英文縮寫(xiě)，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，目前廣泛采用的具有脫氮除磷功能的工藝，是 80 年代在普通活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新工藝。 A2/O 流程的特點(diǎn)是：污水流經(jīng)厭氧池、缺氧池、再進(jìn)入好氧池；并將好氧池的混合液和沉淀池的污泥分別回流至缺氧池、厭氧池。使缺氧池中即從原污水中得到充足的有機(jī)物，又從回流的混合液中得到大量硝酸鹽，而回流污泥則可保證其微生物量，因此可進(jìn)行反硝化反應(yīng)，回流污泥中硝酸鹽濃度降低，提高了聚磷菌在厭氧區(qū)磷的釋放，相應(yīng)提高了在好氧區(qū)的磷吸收率，而且在厭氧、高污染物負(fù)荷條件下抑制了絲狀菌的繁殖，可以有效的防止污泥膨脹，而后在好氧池中進(jìn)行 BOD5 的進(jìn)一步降解和硝化。A2/O 法脫氮工藝流程不需外加碳源，以原廢水為碳源，可保證充分的反硝化反應(yīng)，好氧池設(shè)在缺氧池之后，可使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除，提高了出水水質(zhì)，另外缺氧池放在好氧池之前，一方面可減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面也有利于控制污泥膨脹，反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的堿度還可補(bǔ)償硝化過(guò)程對(duì)堿度的消耗。但要取得較好的脫氮率，必須保證足夠大的混合液回流比，這勢(shì)必增加系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，這也是A2／O 系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)。圖 1 方案一生化反應(yīng)工藝示意圖第 7 頁(yè) 共 32 頁(yè)方案二CASS 工藝是 SBR 的改進(jìn)工藝，即“循環(huán)式活性污泥法工藝” (cyclic activated sludge system)。CASS 工藝是在同一池子內(nèi)，在不同的時(shí)間階段完成生物處理過(guò)程和泥水分離過(guò)程，是集生物降解和沉淀等功能為一體的污水生化處理工藝，具有流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行方式靈活，在空間上是完全混合，在時(shí)間上是理想推流等優(yōu)點(diǎn)。CASS 反應(yīng)池 由三個(gè)區(qū)域組成，即生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)構(gòu)成。三者經(jīng)典的體積比大致為 1：5：30。生物選擇區(qū)的工藝過(guò)程遵循活性污泥的基質(zhì)積累—再生理論．使活性污泥在生物選擇區(qū)中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)去除過(guò)程。由于該部分活性污泥在高 BOD 負(fù)荷條件下運(yùn)行，生物吸附作用增強(qiáng)；另一方面，微生物在此區(qū)域得到馴化，促進(jìn)了微生物的增殖。兼性區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū)) 在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行時(shí)不僅與生物選擇區(qū)共同對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化起到緩沖作用，同時(shí)還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和氮的反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)是最終去除有機(jī)底物的主場(chǎng)所。運(yùn)行過(guò)程中的曝氣階段，通常將主反應(yīng)區(qū)的曝氣強(qiáng)度加以控制，以使反應(yīng)區(qū)內(nèi)主體溶液中處于好氧狀態(tài)，而活性污泥結(jié)構(gòu)內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài)，溶解氧向污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制而硝態(tài)氮由污泥內(nèi)向主體溶液的傳遞不受限制，從而使主反應(yīng)區(qū)中同時(shí)發(fā)生有機(jī)污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)：有四個(gè)階段。進(jìn)水反應(yīng)階段：根據(jù)情況可采用曝氣及半限制曝氣的運(yùn)行方式，在進(jìn)水的過(guò)程或后期進(jìn)行曝氣。在曝氣階段，通過(guò)微孔曝氣器充氧，在曝氣開(kāi)始時(shí)，溶解氧控制在較低水平(約 0.2~0.5mg/L)，直到曝氣結(jié)束前使溶解氧最終達(dá)到 2~3mg/L，由 DO 監(jiān)控系統(tǒng)控制鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量與反應(yīng)池進(jìn)氣閥的開(kāi)度，保持 DO 最佳值，為微生物生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，并節(jié)約能耗，在好氧條件下完成了有機(jī)物的氧化、硝化和吸磷作用。在此階段，聚磷菌利有機(jī)物氧化釋放的能量，過(guò)量吸收混合液中的磷，使水中的磷轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排到系統(tǒng)外，達(dá)到除磷的目的。這種運(yùn)行方式不像前置反硝化系統(tǒng)中需較高的內(nèi)回流，因此省去了內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，而且在系統(tǒng)中不需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)缺氧段以進(jìn)行反硝化，從而達(dá)到除氮的目的。沉淀階段：反應(yīng)池靜止沉淀，完成泥水分離過(guò)程。潷水階段：污泥繼續(xù)沉淀，經(jīng)過(guò)處理的上清液由排水裝置(旋轉(zhuǎn)式潷水器)排出池外至第 8 頁(yè) 共 32 頁(yè)最低水位。閑置階段：此階段可進(jìn)行剩余污泥的排放。上述各個(gè)階段組成一個(gè)循環(huán)，并不斷重復(fù)。循環(huán)開(kāi)始時(shí)，由于進(jìn)水，池子中的水位由某一最低水位開(kāi)始上升，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的曝氣和非曝氣反應(yīng)后停止，使活性污泥進(jìn)行絮凝并在一個(gè)靜止的環(huán)境中沉淀，在完成沉淀后，由旋轉(zhuǎn)式潷水器排出已處理的上清液，使水位下降至池子所設(shè)定的最低水位。完成上述各階段后，系統(tǒng)進(jìn)入下一循環(huán)過(guò)程，重復(fù)以上操作。污泥回流/剩余污泥排除系統(tǒng)：在 CAST 活性污泥法中主反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有潛污泵，污泥通過(guò)此潛污泵不斷地從主曝氣區(qū)抽送至生物選擇區(qū)中。為保持池子中有一個(gè)合適的污泥濃度，需要根據(jù)產(chǎn)生的污泥量排出相應(yīng)的剩余污泥。安裝在反應(yīng)池內(nèi)的剩余污泥泵在沉淀階段結(jié)束后將工藝過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥排出系統(tǒng)。排除剩余污泥一般在沉淀階段結(jié)束后進(jìn)行，排出的污泥濃度約為 8g/l 左右。為了處理連續(xù)的進(jìn)水，在 CAST 活性污泥法系統(tǒng)中應(yīng)至少設(shè)置二個(gè)池子，由于本工程規(guī)模小，對(duì)本工程將采用 2 個(gè)反應(yīng)池運(yùn)行，池子之間和各個(gè)運(yùn)行階段相互錯(cuò)開(kāi)。例如，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)池子處于進(jìn)水一一曝氣階段時(shí)，第二個(gè)池子則處于沉淀和潷水階段，反之亦然。通過(guò)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)各個(gè)池子的進(jìn)水，可以產(chǎn)生連續(xù)的進(jìn)水，曝氣階段的優(yōu)化設(shè)置可使鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)工作，風(fēng)量可調(diào)，順序?qū)Ω鱾€(gè)池子進(jìn)行曝氣。工藝系統(tǒng)采用微孔曝氣系統(tǒng)進(jìn)行供氧，其充氧效率高，可大大節(jié)省運(yùn)行能耗和運(yùn)行費(fèi)用。CAST 活性污泥法工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要特性是在工藝過(guò)程中不設(shè)專門(mén)缺氧段的條件下仍能進(jìn)行硝化和反硝化，達(dá)到去除氮的目的。CAST 活性污泥法工藝系統(tǒng)通過(guò)將活性污泥從主反應(yīng)區(qū)(好氧 )回流到生物選擇區(qū)以及系統(tǒng)間歇曝氣的運(yùn)行方式可以使活性污泥不斷地經(jīng)歷好氧和厭氧的循環(huán)，這些反應(yīng)條件將有利于聚磷菌在系統(tǒng)中的生長(zhǎng)和累積。因此循環(huán)式活性污泥法工藝系統(tǒng)具有生物除磷的功能。大量采用 CAST 活性污泥法工藝的污水處理廠的運(yùn)行結(jié)果表明，在不加任何化學(xué)藥劑的條件下，生物除磷的除磷效果在 80％左右。而 NH3-N 的去除率達(dá)到 80％以上，TN去除率達(dá) 70％以上。CAST 活性污泥法工藝運(yùn)行可靠靈活，已在各種規(guī)模的城市污水和工業(yè)廢水處理中得到應(yīng)用。在應(yīng)用該工藝的這些污水處理廠的運(yùn)行表明，此項(xiàng)技術(shù)已取得較大的進(jìn)展，以間歇操作的工藝形式處理城市污水已被廣泛接受。第 9 頁(yè) 共 32 頁(yè)圖 2 方案二生化反應(yīng)工藝示意圖下面將 A2/O 工藝方案與 CASS 活性污泥法工藝的方案列表進(jìn)行比較（表 3） 。表 3 方案技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較表項(xiàng)目 A2/O 工藝 CASS 工藝主要優(yōu)點(diǎn)1、工藝成熟，運(yùn)行穩(wěn)定。2、除磷脫氮效果好，出水水質(zhì)滿足要求。3、處理效果好。1、流程簡(jiǎn)單，占地面積省。2、耐沖擊負(fù)荷，處理效果穩(wěn)定。3、除磷脫氮效果好，出水水質(zhì)滿足要求。主要缺點(diǎn)1、處理構(gòu)筑物相多較多。2、相對(duì)于 CASS 工藝而言，需要較大的混合液回流和污泥回流。1、自動(dòng)化程度高，則管理技術(shù)人員水平要求高。2、排泥和回流不如二沉池均勻。（2）經(jīng)濟(jì)比較由上述技術(shù)比較可知各自費(fèi)用的大?。汉?A2/O 工藝相比， CASS 工藝在構(gòu)筑物和運(yùn)行費(fèi)用上均勝出。CASS 工藝技術(shù)上先進(jìn)，費(fèi)用上合理，是合乎要求的工藝。2.5 污泥處理方案的比選2.5.1 污泥的處理要求在污水處理過(guò)程中，要產(chǎn)生污泥，污泥來(lái)源于污水處理廠的初沉池和二沉池，前者稱為初沉污泥，后者稱為剩余污泥。污水處理中產(chǎn)生的污泥，由于含有大量的有機(jī)污染物，易腐化變臭，并含有寄生蟲(chóng)第 10 頁(yè) 共 32 頁(yè)卵,如不進(jìn)行處理或妥善的處置，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，造成二次污染， 因此，必須對(duì)污泥進(jìn)行必要的處理與處置。污泥處理要求如下：（1）減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化。（2）減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用。（3）減少污泥中有毒物質(zhì)。（4）利用污泥中有用物質(zhì)，化害為利。 （5）因選用生物脫氮除磷工藝，故應(yīng)避免磷的二次污染。2.5.2 常用污泥處理的工藝流程由于污水處理中采用了生物除磷的工藝，所產(chǎn)生的剩余污泥富含無(wú)機(jī)磷，進(jìn)行重力濃縮時(shí)，濃縮池內(nèi)呈厭氧狀態(tài)，會(huì)促使磷的釋放，因此選擇第二種污泥處理工藝。其中污泥濃縮，脫水有兩種方式選擇，污泥含水率均能達(dá)到 80%以下： （1）方案一:污泥機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水； （2）方案二:污泥重力濃縮、機(jī)械脫水。 表 4 污泥濃縮脫水技術(shù)比較項(xiàng)目 方案一 方案二主要構(gòu)筑物1. 污泥貯泥池2. 濃縮、脫水機(jī)房3. 污泥堆棚1. 污泥濃縮池2. 脫水機(jī)房3. 污泥堆棚主要設(shè)備 1. 污泥濃縮設(shè)備2. 加藥設(shè)備1. 濃縮池刮泥機(jī)2. 脫水機(jī)3. 加藥設(shè)備占地面積 小 大對(duì)環(huán)境的影響 無(wú)大的污泥敞開(kāi)式構(gòu)筑物，對(duì)周圍環(huán)境影響小 污泥濃縮池露天布置，氣味難聞，對(duì)周圍環(huán)境影響大總土建費(fèi)用 小 大總設(shè)備費(fèi)用 一般 稍大剩余污泥中磷的釋放 無(wú) 有圖 3 城鎮(zhèn)污水二級(jí)處理廠污泥處理典型流程圖 4 帶有生物除磷的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理典型流程第 11 頁(yè) 共 32 頁(yè)由表 4 可見(jiàn)方案一優(yōu)于方案二，因此本工程污泥處理工藝選用污泥機(jī)械濃縮，機(jī)械脫水。本次工程設(shè)計(jì)確定將 CASS 工藝中產(chǎn)生的污泥由 CASS 反應(yīng)池提升至貯泥池，貯泥池內(nèi)設(shè)置水下攪拌器攪拌，再進(jìn)入污泥脫水機(jī)房，經(jīng)濃縮脫水一體機(jī)脫水，含水率由99.2％左右降至 80％以下后外運(yùn)。最終確定的 CASS 工藝流程如圖 5 所第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè)圖 5 CASS 工藝流程圖第 13 頁(yè) 共 32 頁(yè)3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 粗格柵3.1.1 粗格柵功能：截留污水中較粗大的漂浮物和懸浮物，保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行。3.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算流量采用最高日最高時(shí)流量計(jì)算。設(shè)過(guò)柵流速 V=0.8m/s[12]，選 2 臺(tái)格柵，則則每臺(tái)過(guò)柵流量 Qmax=15000×1.53/2= 11475m3/d= 0.133m3/s圖 6 格柵設(shè)計(jì)計(jì)算圖（1）格柵槽總寬度（B） (1)Snb???maxsiQhv?式中：S…………柵條寬度，取 10mm；n…………柵條間隙數(shù)；b…………柵條間距，取 20mm；Qmax…………處理量，取 15000m3/d；h…………柵前水深，取 0.57m；v…………過(guò)柵流速，取 0.8m/s；α…………格柵傾角，取 70°。代入數(shù)據(jù)得到第 14 頁(yè) 共 32 頁(yè)(n=15)°0.13sin7014.325.8???nB=0.01×(15－1)＋0.02×15=0.44m（2）過(guò)柵水頭損失(h 1)102sinhkvg???0…………計(jì)算水頭損失；1h…………設(shè)計(jì)水頭損失；K…………格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取 3；………… ， =1.79。? 4/3阻 力 系 數(shù) ， 取 圓 形 斷 面 ?????????sb代入數(shù)據(jù)得到0.043m??24/3°00.8.179sin79????????hm1..（3）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度（L 1）設(shè)進(jìn)水渠寬 B1=0.20m，取漸寬部分展開(kāi)角為 20°1a?m10.42.326?????tg（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度（L 2）L2=L1/2=0.12m（5）取柵前渠道超高 h2＝0.3m，柵前槽高 H1=h+h2＝0.57+0.3＝0.87m柵槽后總高度 m120.5790.3????H（6）柵槽總長(zhǎng)度 (L) 112.tan?=0.33+0.12+1.0+0.5+ =2.26m0.87t?（7） 每日柵渣量取 W1=0.07 m3/103m3ax18640ZQK?第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè)= =1.03m3/d >0.2 m3/d，則采用機(jī)械清渣。8640.27153?3.1.3 主要工程內(nèi)容粗格柵間一座，設(shè)格柵渠道 2 條，選用旋轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵除污機(jī) 2 臺(tái)， 2 臺(tái)格柵機(jī) 1用 1 備。格柵機(jī)共用 1 臺(tái)無(wú)軸螺旋輸送機(jī)輸送柵渣，柵渣輸送至渣斗后外運(yùn)。格柵除污機(jī)前后設(shè)有渠道閘門(mén)，以供檢修和切換使用。3.1.4 運(yùn)行方式格柵除污機(jī)根據(jù)其前后液位差或按時(shí)間周期自控運(yùn)行，也可機(jī)旁手動(dòng)控制；無(wú)軸螺旋輸送機(jī)與其連鎖運(yùn)行。3.2 污水提升泵站3.2.1 功能：將污水提升后重力自流至后續(xù)處理構(gòu)筑物。3.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量：Q max=15000×1.53÷24=956.25 m3/h泵后構(gòu)筑物總水損=接觸池水損＋CASS 池水損＋平流沉砂池水損＋細(xì)格柵水損＋富余水頭=0.50 ＋ 0.60＋0.3＋ 0.3＋0.5=2.2m3.2.3 主要工程內(nèi)容設(shè)潛污泵 3 臺(tái)，2 用一備，2 用一備，每臺(tái)流量為 500m3/h，設(shè)揚(yáng)程 H=8m，管徑。污水提升泵站一座，平面尺寸為 10×4.8m，地下部分深 3.6m；為方便設(shè)備的安裝與檢修，設(shè)電動(dòng)葫蘆 1 臺(tái)，起重量 3t。3.3 細(xì)格柵3.3.1 功能：用于去除污水中較小的漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑的負(fù)荷。3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)流量按水泵的最大組合流量計(jì),選用 2 臺(tái)細(xì)格柵，每個(gè)平流沉砂池對(duì)應(yīng) 1 臺(tái)細(xì)格柵，則 =0.139m3/s；設(shè)過(guò)柵流速 =0.8m/s；柵條間隙 b=5mm；柵前水深 h=0.5m；安maxQv裝角度 70°。設(shè)計(jì)原理同粗格柵一樣，計(jì)算內(nèi)容如下：（1）格柵槽寬度（B）柵條間隙數(shù) = =67.4（n=68 ）maxsinQbhv??0.139sin705.8??設(shè)柵條寬度 s=0.01m, 柵槽寬度 B=s（n-1）+bn=0.01×（68-1）+0.005×68=1.01m（2）設(shè)進(jìn)水渠寬 B1＝0.50m，漸寬部分展開(kāi)角 ，o2a?第 16 頁(yè) 共 32 頁(yè)進(jìn)水渠漸寬部分長(zhǎng)度 m11.05.702tanta2Bl??????柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 m1./.35l（3）設(shè)柵條為矩形斷面，取 k=3，過(guò)柵水頭損失m42 231 0.1.8sin3.2sin70.89hkg??????????????取柵前渠道超高 h2＝0.3m，柵前槽高 H1=h+h2＝0.5+0.3＝0.8m，柵后槽總高度 HH=h+h1+ h2 =0.5+0.088+0.3=0.888m柵槽總長(zhǎng)度m1 0.7.050.735.2.85tantanLl????????（4）柵渣量 m3/d>0.2 m3/dmx86486421..ZQWK?3.3.3 主要工程內(nèi)容格柵渠道兩條，每條寬 1m，旋轉(zhuǎn)格柵除污機(jī) 2 臺(tái)，正常情況 2 臺(tái)同時(shí)工作，當(dāng)需檢修時(shí)，1 臺(tái)工作，1 臺(tái)檢修。2 臺(tái)格柵除污機(jī)共用 1 臺(tái)無(wú)軸螺旋輸送機(jī)輸送柵渣，柵渣輸送至渣斗后外運(yùn)。格柵除污機(jī)前后設(shè)有渠道閘門(mén)以供檢修和切換使用。3.4 平流式沉砂池3.4.1 功能：對(duì)污水中的以無(wú)機(jī)物為主體、比重大的（如砂子、煤渣等）固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離,減輕 CASS 生化池的負(fù)荷。3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速 V=0.20m/s，最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間 t=40s，城市污水沉砂量 X=30 / 污水。沉沙池每 2 天清除一次。3m6103（1）沉砂池長(zhǎng)度(L)，L=vt =0.20×40=8m（2）水流斷面積(A )取每格最大流量 Qmax=0.139 /s（設(shè)計(jì) 1 座，分為 2 格）3m則：A=Q max/v=0.139/0.20=0.695m2（3）池總寬度(B )取每格寬取 b=1.2m 則：池總寬 B=nb=2×1.2=2.4m（4）有效水深(h 2)h2=A/b=0.695/1.2=0.579m（介于 0.25~1.0m 之間,符合要求）第 17 頁(yè) 共 32 頁(yè)（5）貯砂斗所需容積 V設(shè)：T =2d則： max66840.13902840.75?????zQXTK3m其中： X…………城市污水沉砂量，一般采用 30 /106 ，（6）每個(gè)污泥沉砂斗容積（V 0）設(shè)：每一分格有 2 個(gè)沉砂斗則： V0= V/(2×2)=0.47/4=0.118 3m（7）沉砂斗各部分尺寸及容積(V)設(shè)：沉砂斗底寬 b1=0.5m，斗高 =0.35m，斗壁與水平面的傾角為 60°3'h則：沉砂斗上口寬： 321'20.5.904mtan6tan6hb??????復(fù)核沉砂斗容積：＞V 0=0.118'22223311.3()(..50).17mVb???3（8）沉砂池高度(H)設(shè)采用重力排砂，池底坡度 i＝6％，坡向砂斗，則： m22'(80.94.2)/.96Lb?????33'0.6'('035.2960.53hhLb????設(shè)：超高 h1=0.3m則：H= h1+h2+h3=0.3+0.58+0.53=1.41m（9）進(jìn)出水漸寬部位長(zhǎng)度為：L 1=(B-B1)/2tan20°=(2.6－2.1)/0.728=0.734m（10）驗(yàn)算最小流量時(shí)的流速：在最小流量時(shí)只用一格工作，即 n=1,最小流量即平均流量 Q=15000 /d=0.173m/s3m則：v min=Q/A=0.174/0.70=0.25m/s 沉砂池要求的設(shè)計(jì)流速在 0.15 m/s~0.30 m/s 之間， 符合要求。3.4.3 主要工程內(nèi)容平流沉砂池一座，采用機(jī)械排砂，排出的砂經(jīng)洗砂后外送。第 18 頁(yè) 共 32 頁(yè)圖 7 平流沉砂池計(jì)算草圖3.5CASS 生化池3.5.1CASS 的功能：根據(jù)設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間程序周期運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解，氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽和 SS 去除，使處理后的污水達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。3.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量：Q=1000m 3/h，分為 2 組，每組四座。構(gòu)造見(jiàn)圖水溫：10℃～ 25℃ （1）曝氣時(shí)間 TAh 取 4.6h0241904.56.2ASLmX???S0………進(jìn)水的平均 BOD5,190mg/L；LS………污泥負(fù)荷，取 0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)；1/m………排水比，取 1/4；X………曝氣池內(nèi) MLSS 濃度,取 2500mg/L。（2）沉淀時(shí)間 TS 41.741.7max7.002549m/hVX???????第 19 頁(yè) 共 32 頁(yè)max11()0.5.47h1.29SHTV?????取Vmax………污泥界面沉降速度；T…………設(shè)計(jì)水溫，按設(shè)計(jì)最低水溫計(jì)，取 12℃；H…………反應(yīng)池內(nèi)有效水深，取 5m；0.5 為安全高度或稱緩沖層高度，m 。（3）周期數(shù)的確定（n）排水時(shí)間 TD：設(shè)計(jì)為 0.8h,由此選擇潷水器的排水性能。一個(gè)周期所需時(shí)間TC=TA+TS+TD=4.6+1.2+0.8=6h周期次數(shù)為 n=24/6=4 次（4）反應(yīng)池容積 V,采用負(fù)荷法計(jì)算， 30()240(1920)7..65.ewQV mXNf?????………出水的平均 BOD5，20 mg/LeS………污泥負(fù)荷率，取典型值 0.15 kgBOD5/(kgMLVSS·d)；w………混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，一般為f0.7～0.8，取 0.7；………反應(yīng)時(shí)間比，即反應(yīng)時(shí)間比周期時(shí)間。e（5）CASS 的池型總高 H0=H+0.5=5.5mVLB??B?H 為 1～2，L?B 為 4～6 , 其中 B 為池長(zhǎng),L 為池長(zhǎng)，則尺寸為，H=5m， B=10m, L=51m，V=5×10×51=2550m3三者經(jīng)典的體積比大致為 1：5：30。可以得到生物選擇區(qū) Va，兼性區(qū) Vb，主反應(yīng)區(qū) Vc 區(qū)之比為 1?5?30m3， 354.5 m3， 70.9×30=2127m3250/67.9?a 70.9??b ?生物選擇區(qū)長(zhǎng)度 m1426aL兼性區(qū)長(zhǎng)度 m57.3?b第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè)主反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)度 m513042.6??cL（6）連通孔口尺寸隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流，連通孔數(shù)量選擇見(jiàn)表 4[8]。表 4 CASS 池區(qū)與區(qū)之間連通孔數(shù)量選擇池寬 B／ m ≤4 6 8 10 12連通孔個(gè)數(shù) n3 個(gè) 1 2 3 4 5生物選擇區(qū)與兼性區(qū)的連通孔尺寸m2112 23401.50.76485aBLHQAnu???????H1=H×m=5÷4=1.25m式中：A 1………隔墻底部連通孔單個(gè)尺寸；n1………CASS 池子個(gè)數(shù)；u………孔口流速，m/h，一般為 20m/h～50m/h，本次設(shè)計(jì)中取 25 m/h；H1………池內(nèi)設(shè)計(jì)最高水位至潷水后最低水位之間的水深；………連通孔個(gè)數(shù)，取 4 個(gè)。3n孔口間距單孔時(shí)設(shè)在隔墻中央，多孔時(shí)沿墻均勻分布，孔口寬度為0.4m~0.6 m，孔口高度不宜大于 1.0m。最后校核，得孔口寬度 b=0.60m；孔口高度 L=1.00m，取五個(gè)。（7）剩余污泥量 203.5237.kg/dCVX?????式中： …………污泥齡，d ，CASS 池的一般在 15~25d，本次設(shè)計(jì)中取20d；…………曝氣池反應(yīng)器容積，m 3；V…………每天剩余污泥量，kg/d。X?剩余污泥含水率 99.4%，以體積算，濕污泥量為：= =0Q1()P????3102537.42.9m/d9??（8）主反應(yīng)區(qū)曝氣的需氧量：第 21 頁(yè) 共 32 頁(yè)??021.42.68eQSOX???= kg/d4(9).537.60..???采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣池有效水深為 5m，曝氣擴(kuò)散器安裝距池底 0.2m，則擴(kuò)散器上靜水壓為 4.8m，20℃ 水中溶解氧飽和度為 =9.17mg/L 其他相關(guān)參數(shù)選擇sC如下：值取 0.7， 值取 0.95，曝氣設(shè)備堵塞系數(shù) F 取 0.8，采取管式微孔擴(kuò)散設(shè)??備， 25%，擴(kuò)散器壓力損失為 300mmH2O，aE?工程所在地海拔高度約 3000m，大氣壓力 p 為 0.707× Pa，壓力修正系數(shù)：510550.7.71.313????p擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力： 3535a9.80.9.84.180P?????dpH空氣離開(kāi)曝氣池面時(shí)，氣泡含氧體積分?jǐn)?shù)： ??02110%79AE???= (.5)6.???20℃時(shí)曝氣池混合液中平均氧飽和度mg/L55 1.806.%()0.79().282.06142%24?? ?? ???dossPC設(shè)混合液 DO 濃度為 2.0mg/L，將需氧量換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下（20℃，脫氧清水）充氧量： ????2020()1.4SS TTOCF????????? ???= kg/d2036976080.7(95..).?????=1083.7kg/h曝氣池供氣量： 31083.7541m/h.22???ssAOGE第 22 頁(yè) 共 32 頁(yè)選擇 6 臺(tái)風(fēng)機(jī)，四用一備，則單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量：3871m 3/h。（9）布?xì)庀到y(tǒng)的計(jì)算：選用膜片式微孔曝氣器，通氣量 1.5~3m3/(h·個(gè))，服務(wù)面積 0.35~0.70m2/個(gè)；氧利用率 18％-25％；充氧動(dòng)力效率 4~6kgO2/(kw·h)；材質(zhì)：合成橡膠，取服務(wù)面積為 0.5 m2/個(gè)，則曝氣頭數(shù)量n= （取 6614 個(gè)） 。49.61083.??3.6 接觸消毒池與加氯間3.6.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明：因?yàn)榧{污水體河段水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)按《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-88)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)考慮，故需消毒后才能排放。采用隔板式接觸反應(yīng)池3.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量：Q=24000m 3/d=1000m3/h（設(shè)一座）水力停留時(shí)間：T =0.5h平均水深：h=2.0m隔板間隔：b=3.5m（1）接觸池容積：V=QT=1000 0.5=500m3?表面積 m2 50VAh?隔板數(shù)采用 2 個(gè)，則廊道總寬為 B＝（2+1） 3.5＝10.5m 取 11m?接觸池長(zhǎng)度 取 24m5023.81.L?長(zhǎng)寬比 2463.b實(shí)際消毒池容積為 V′=BLh=11 24 2=528m3 ?池深取 2＋0.3＝2.3m (0.3m 為超高)經(jīng)校核均滿足有效停留時(shí)間的要求。（2）加氯量計(jì)算：加氯量應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，對(duì)于生活污水，可參用下列數(shù)值：二級(jí)處理水排放時(shí)投氯量為 5~10mg/L，設(shè)計(jì)最大加氯量為 ρmax=6.0mg/L,每日投氯量為ω＝ρ maxQ=6 24000 10-3=144kg/d=6kg/h?第 23 頁(yè) 共 32 頁(yè)選用貯氯量為 160kg 的液氯鋼瓶，每日加氯量為 9/10 瓶,共貯用 12 瓶，每日加氯機(jī)兩臺(tái)，單臺(tái)投氯量為 1.5~3kg/h。配置注水泵兩臺(tái)，一用一備，要求注水量 Q=1~3m3/h,揚(yáng)程不小于 10mH2O。（3）混合裝置：在接觸消毒池第一格和第二格起端設(shè)置混合攪拌機(jī) 2 臺(tái)（立式） ，混合攪拌機(jī)功。實(shí)際選用 JWH—310—1 機(jī)械混合攪拌機(jī)，漿板深度為 1.5m,漿葉直徑為 0.31m,漿葉寬度 0.9m，功率 4.0kW。接觸消毒池計(jì)算草圖如下：4 附屬構(gòu)筑物4.1 集水井4.1.1 集水井功能：集水井位于泵房下部，具有調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用，避免負(fù)荷沖擊對(duì)生化處理系統(tǒng)造成不良影響。泵站集水井容積一般按不小于最大一臺(tái)泵 5 分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取 1.5~2.0 米。4.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)集水井容積按最大一臺(tái)泵6分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取1.5米 3506mV??則集水井的面積為 50/1.5=33.3m2,取 33.5m2。4.2 貯泥池4.2.1 貯泥池功能：對(duì)剩余活性污泥起存儲(chǔ)調(diào)理的作用。4.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算采用 1d 的停留時(shí)間。貯泥池污泥流量：Q 0=422.9m3/d（由曝氣池的剩余污泥量得知）；設(shè)貯泥池平面為圓形，有效水深：h 1=3.5m；超高 h2=0.5m。第 24 頁(yè) 共 32 頁(yè)則的直徑： 0142.mQDh??4.3 集水井及二次提升泵4.3.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明：由于污水廠的接觸池水面標(biāo)高為 2980.9m，出水受納水體水位取城區(qū)八一大橋處最高水位 2996.36m,故污水流經(jīng)接觸消毒池后，還需二次提升泵將污水排出廠外。4.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算取流量 Q 仍為設(shè)計(jì)的最大流量，受納水體最高水位和接觸池水位之差=2996.36－2980.9=15.46m。選用 3 臺(tái)泵（兩用一備） ，每臺(tái)流量為 500m3/h，揚(yáng)程為 20 米。集水井容積按最大一臺(tái)泵 8 分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取 1.5 米，35086.7mV??則集水井的面積為 66.7/1.5=44.4m2 取 45 m2。5 污水處理廠總體布置5.1 污水處理廠總平面設(shè)計(jì)由于污水處理廠廠址處有防洪堤，可滿足污水處理廠的防洪要求，故初步確定污水處理廠廠區(qū)地面設(shè)計(jì)標(biāo)高為 2980．6m，建設(shè)用地為矩形，南北長(zhǎng)約 138.2m，東西長(zhǎng)約168.5m，總占地面積為 23286.7m2。污水處理廠布置主要應(yīng)滿足各構(gòu)筑物的功能和流程要求，同時(shí)結(jié)合廠址地形，氣象和地質(zhì)條件等因素進(jìn)行布置，本污水廠總平面布置主要有如下特點(diǎn)：（1）將污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)及生產(chǎn)管理和生活設(shè)施分區(qū)集中進(jìn)行布置，并保持必要的間距，使污水處理廠各構(gòu)建筑物之間既有機(jī)結(jié)合，又相對(duì)獨(dú)立。（2）將生產(chǎn)管理和生活設(shè)施布置在污水廠上風(fēng)向，從而避免了污水、污泥氣味的影響。形成良好的生活、辦公環(huán)境。（3）將用電負(fù)荷較大的鼓風(fēng)機(jī)房與變配電所靠近布置，便于電纜敷設(shè)。（4）將辦公室、控制室、化驗(yàn)等集中布置在綜合樓，便于管理，提高辦公效率。（5）廠區(qū)平面設(shè)計(jì)充分考慮環(huán)境的美化，充分利用道路兩側(cè)的空地進(jìn)行綠化，栽種灌木草坪，盡量少栽種喬木，避免落葉飄入池中。廠區(qū)道路主干道 6.0m，次干道 2.5m，人行道 1.5m，道路轉(zhuǎn)彎半徑分別為6.0m、4.0m，車行道采用混凝土路面，人行道采用預(yù)制混凝土塊鋪砌。第 25 頁(yè) 共 32 頁(yè)管道定線應(yīng)遵循的主要原則是：一般按照主干管、干管、支管的順序依次進(jìn)行。定線時(shí)通常應(yīng)考慮的幾個(gè)因素是：地形和用地布局；排水體制和線路數(shù)目；污水廠和出水口數(shù)目；水文地質(zhì)條件；道路寬度；地下管線及構(gòu)筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況。廠區(qū)給水由市自來(lái)水公司提供，來(lái)自于周邊供水干管。廠區(qū)給水主要用于生活、構(gòu)筑物及設(shè)備沖洗、綠化及消防等。給水干管廠區(qū)內(nèi)呈環(huán)網(wǎng)狀，利于消防和安全供水。廠區(qū)排水為雨污分流制，廠區(qū)雨水由道路雨水口收集后匯入廠區(qū)雨水管道，并自流排入附近河流。廠區(qū)生活污水、生產(chǎn)污水、上清夜等經(jīng)廠區(qū)污水管道收集后匯入集水池與進(jìn)廠污水一同處理。具體平面布置見(jiàn)附圖。5.2 高程布置5.2.1 高程布置任務(wù)及原則本次設(shè)計(jì)中，污水全部自流進(jìn)入污水處理廠。進(jìn)入粗格柵間的進(jìn)水管管底標(biāo)高約為2976.1m，污水提升泵房集水池水位 2976.5m，污水經(jīng)提升后至細(xì)格柵間，水位標(biāo)高為2983.85m，接觸池水面標(biāo)高為 2980.9m。對(duì)污水處理流程進(jìn)行高程布置的主要任務(wù)是，確定各處理構(gòu)筑物的標(biāo)高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管距的尺寸及其標(biāo)高，通過(guò)計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動(dòng)，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。高程布置結(jié)果見(jiàn)附圖。設(shè)計(jì)原則如下 [1,9]: (1) 選擇一條距離最長(zhǎng)，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。并應(yīng)適當(dāng)留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能構(gòu)運(yùn)行正常。(2) 計(jì)算水頭損失時(shí)，一般應(yīng)以近期最大流量（或泵的最大出水量）作為構(gòu)筑物和灌渠的設(shè)計(jì)流量。計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的灌渠和設(shè)備時(shí)，應(yīng)以遠(yuǎn)期最大流量為設(shè)計(jì)流量，并酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水頭。(3) 設(shè)置終點(diǎn)泵站的污水處理廠，水力計(jì)算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向上倒推計(jì)算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚(yáng)程則較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不易過(guò)大，以免土建投資過(guò)大和增加施工上的困難。還應(yīng)考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。第 26 頁(yè) 共 32 頁(yè)(4) 在作高程布置時(shí)還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升污泥量。5.2.2 水頭損失估算計(jì)算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中水頭損失，選擇一條距離最長(zhǎng)，水頭損失最大的流程進(jìn)行水利計(jì)算，并適當(dāng)?shù)亓粲杏嗟兀员ＷC在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運(yùn)行正常。污水流動(dòng)中的水頭損失包括：污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失；污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物管渠（包括配水設(shè)備）的水頭損失。在做初步設(shè)計(jì)時(shí)， 可按表所列數(shù)據(jù)估算。表 5 污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱 水頭損失（cm） 構(gòu)筑物名稱 水頭損失（cm）格柵 10～25 沉砂池 10～25沉淀池：平流 20～40 CASS 池 150～250豎流 40～50 接觸接消毒池 10～30輻流 50～60完全混合曝氣池 20～30推流曝氣池 50～1505.2.3 構(gòu)筑物的高程布置在初步設(shè)計(jì)中，各構(gòu)筑物的水頭損失與設(shè)計(jì)提升泵時(shí)的取值一樣。構(gòu)筑的高程如附圖所示。6 污水處理廠經(jīng)濟(jì)分析6.1 工程投資估算6.1.1 基礎(chǔ)資料（1）投資估算的編制原則工程類別按二類，施工企業(yè)等級(jí)按三級(jí)Ⅰ檔計(jì)算。（2）定額選用依據(jù)《市政工程投資估算編制辦法》(建標(biāo)[2007)164 號(hào)文)；《全國(guó)市政工程投資估算指標(biāo)》(HGZ47-103 —96)；《工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》(計(jì)價(jià)格［2002］10 號(hào)文)；《工程建設(shè)監(jiān)理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》(建設(shè)部[1992]價(jià)費(fèi)字 479 號(hào)文)；《招標(biāo)代理服務(wù)收費(fèi)管理暫行辦法》(計(jì)價(jià)格［2002］1980 號(hào)文)；《全國(guó)統(tǒng)一市政工程清單計(jì)價(jià)定額西藏自治區(qū)基價(jià)》(2006 年)；第 27 頁(yè) 共 32 頁(yè)《西藏自治區(qū)建筑工程清單計(jì)價(jià)定額地區(qū)基價(jià)》(2006 年)；《西藏自治區(qū)建筑裝飾工程清單計(jì)價(jià)定額地區(qū)基價(jià)》(2006 年)；《西藏自治區(qū)安裝工程清單計(jì)價(jià)定額地區(qū)基價(jià)》(2006 年)；西藏自治區(qū)林芝城區(qū) 2008 年下半年度建材市場(chǎng)價(jià)格信息；（3）工程量：依據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行概算。（4）設(shè)備及材料價(jià)格設(shè)備價(jià)格：依據(jù)市場(chǎng)詢價(jià)（含運(yùn)雜費(fèi)） ；材料價(jià)格：市場(chǎng)詢價(jià)。（5）其他工程和費(fèi)用建設(shè)單位管理費(fèi)：第一部分工程費(fèi)用總價(jià) 1.3%；辦公家具購(gòu)置費(fèi)：按設(shè)計(jì)定員每人 1500 元計(jì)算；設(shè) 計(jì) 費(fèi) ： 按 《 工 程 勘 察 設(shè) 計(jì) 收 費(fèi) 標(biāo) 準(zhǔn) 》 （ 2002 修 訂 本 ） 規(guī) 定 計(jì) 算 ；職工培訓(xùn)費(fèi)：培訓(xùn)費(fèi)按 6000 元/人計(jì)；聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)：按第一部分工程費(fèi)用內(nèi)設(shè)備費(fèi)總值的 1%計(jì)算；基本預(yù)備費(fèi)：按第一、二部分工程費(fèi)用之和的 12%計(jì)算。6.1.2 工程總投資估算（表 6）第 28 頁(yè) 共 32 頁(yè)表 6 工程總投資費(fèi)用概算概預(yù)算價(jià)值（萬(wàn)元）序號(hào) 工程和費(fèi)用名稱建筑工程 設(shè)備 安裝工程 其它費(fèi)用 合計(jì)單位 數(shù)量 備注一 第一部分：工程費(fèi)用 1350.65 1522.48 456.07 3329.201 總圖 478.36 13.75 71.70 563.812 地基處理費(fèi) 165.00 0 0 165.003 粗格柵及提升泵房 21.41 78.19 9.57 109.17 座 14 細(xì)格柵及沉砂池 41.20 37.73 11.06 89.99 座 15 CASS 池 380.56 306.06 108.90 795.52 座 86 接觸池 15.05 17.16 5.55 37.76 座 17 加氯間 5.89 29.19 1.13 36.21 m2 548 貯泥池 13.06 25.85 0.92 39.83 座 19 污泥脫水機(jī)房 15.39 82.83 3.80 102.02 m2 190.35第 29 頁(yè) 共 32 頁(yè)10 鼓風(fēng)機(jī)房 16.62 268.09 20.82 305.53 m2 205.56 風(fēng)機(jī)進(jìn)口設(shè)備11 變配電室、電氣 11.64 205.67 31.27 248.58 m2 176.412 綜合辦公樓 133.62 99.00 30.65 263.27 m2 1114.56 化驗(yàn)設(shè)備、通 風(fēng)、空調(diào)13 機(jī)修、車庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)及浴室鍋爐房 32.90 39.60 23.76 96.26 m2 306.78 機(jī)修鍋爐設(shè)備14 自控儀表 0 240.82 28.61 269.43 部分進(jìn)口設(shè)備15 門(mén)衛(wèi)值班室 1.91 0 0.08 1.99 m2 19.816 廠內(nèi)提升泵房 6.49 7.04 2.00 15.5317 車輛 0 71.5 0 71.50 輛 518 建筑物內(nèi)水、電（辦公樓除外） 0 23.75 23.7519 廠外道路 11.55 0 11.55 m 20020 電原外線（強(qiáng)電、弱電） 0 82.50 82.50 km 3二 第二部分：其它費(fèi)用 716.161 征地及補(bǔ)償費(fèi) 154.00 154.00 畝 35.002 環(huán)評(píng)費(fèi)等前期 16.50 16.50第 30 頁(yè) 共 32 頁(yè)3 建設(shè)單位管理費(fèi) 23.26 23.264 工程監(jiān)理費(fèi) 112.58 112.585 聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi) 15.22 15.226 質(zhì)量監(jiān)督費(fèi) 7.51 7.517 勘察測(cè)量費(fèi) 96.50 96.508 設(shè)計(jì)費(fèi) 235.32 235.329 辦工及生活俱購(gòu)置費(fèi) 2.64 2.64 人 3210 生產(chǎn)職工培訓(xùn)費(fèi) 6.27 6.27 人 1911 施工圖審查費(fèi) 5.36 5.3612 工程保險(xiǎn)費(fèi) 16.08 16.0813 招投標(biāo)交易服務(wù)費(fèi) 18.76 18.7614 招投標(biāo)管理費(fèi) 6.16 6.16三 基本預(yù)備費(fèi) 488.64 488.64工程總投資 4534．00第 31 頁(yè) 共 32 頁(yè)6.2 運(yùn)行費(fèi)用估算6.2.1 采暖費(fèi)用由于污水廠處于高海拔地區(qū)，年平均溫度為 8.5℃，需要采暖供熱的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半年。選用一臺(tái)立式燃燒熱水鍋爐，參考燃燒量 81 公斤標(biāo)煤／小時(shí)。全年燃燒量=81×24×180=350 噸。6.2.2 藥劑費(fèi)用污泥經(jīng)濃縮脫水一體機(jī)時(shí)，需加陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺（PAM） ，藥劑投加量按污泥干重的 0.2%-0.5%計(jì)。取脫水后的污泥含水率為 80%，則每天干泥重= 。(10%8)2537.0.5kg/dX????取 PAM 投加量為 3kg/t 污泥，全年投加量 =2537.5×365×3/(1000×1000)=2.78t。6.2.3 總運(yùn)行費(fèi)用主要包括操作人員工資，電費(fèi)，采暖費(fèi)用，藥劑費(fèi)用，維修費(fèi)用，折舊費(fèi)用, 具體費(fèi)用見(jiàn)表 7。表 7 年運(yùn)行費(fèi)用估算項(xiàng)目 數(shù)量 單價(jià) 金額（萬(wàn)/年）人員工資 32 人 1200 元/月 46.08電費(fèi) 494.45×24×365×70%度 0.6 元/度 207.95采暖費(fèi)用 350 噸/ 年 1200 元/噸 42.00藥劑費(fèi)用 2.78 噸/年 25000 元/噸 6.95維修費(fèi)用 總投資 ×1%/年 45.34折舊費(fèi)用 總投資 ×2%/年 90.68成本合計(jì) 439.00每噸污水處理費(fèi)用： 元439.01.865??結(jié) 語(yǔ)綜上所述，采用 CASS 工藝處理，技術(shù)成熟，管理方便，投資省，是一種合理、可靠的廢水處理方案。反應(yīng)器以進(jìn)水—曝氣—靜置—潷水的序批方式運(yùn)行，具有良好的脫氮除磷效果，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。而且整個(gè)工藝為靜止沉淀，其效果好，出水 SS 較少，使整個(gè)系統(tǒng)可以保留足夠的微生物量。所設(shè)計(jì)工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行方式靈活，擴(kuò)建方便。第 32 頁(yè) 共 32 頁(yè)但采用 CASS 法設(shè)備閑置率較高，且采用降堰排水，水頭損失大。由于自動(dòng)化程度高，對(duì)操作人員的素質(zhì)要求也高。目前城鎮(zhèn)污水處理工藝方法的選擇，由于處理工藝不同，占地面積，處理特征，所需設(shè)備數(shù)，處理成本，產(chǎn)泥量等也不相同，因此，本次設(shè)計(jì)充分了解了不同的處理方法，據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)，因地制宜而選定 CASS 工藝。參考文獻(xiàn)：[1]高俊發(fā),王社平. 污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[ M ].北京: 化學(xué)工 業(yè)出版社, 2003.[2]國(guó)家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心主